(57)【要約】【課題】塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板の外観ムラ、特に鋼板の下面の外観ムラの発生を回避でき、良好な外観を得ることができる焼付塗装鋼板の冷却方法を提供する。【解決手段】塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板１の冷却に際し、鋼板１の上面に対してのみ水冷を行うとともに、水冷を、少なくとも鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する鋼板の上下面に焼付処理温度よりも低い融点を有するワックスを含有する樹脂を塗装後、焼付処理をし、その後前記鋼板を冷却する焼付塗装鋼板の冷却方法において、
前記鋼板の冷却に際し、前記鋼板の上下面のうち上面に対してのみ水冷を行い、
前記水冷を、少なくとも前記鋼板の上下面の樹脂面の温度が前記ワックスの凝固点未満となるまで行うことを特徴とする焼付塗装鋼板の冷却方法。
【請求項２】
前記水冷を、冷却水噴射方向が前記鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように設定したフラットスプレーノズルを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の焼付塗装鋼板の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電用プレコート鋼板のような焼付塗装鋼板の焼付け後の冷却に適した焼付塗装鋼板の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼付塗装鋼板には、高速プレス成型下という摺動部の発熱を伴う苛酷なプレス成型条件下で、被膜剥離を起こさず、連続成型可能な高度の潤滑性を付与するために、焼付処理温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を亜鉛めっき鋼板等の鋼板に塗装焼付したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、かかる焼付塗装鋼板の主たる製造工程は、塗装ー焼付ー冷却である。この工程のうち、焼付後の冷却には、水冷による冷却方法と空冷による冷却方法とが採用されている。
【０００３】
空冷は空気を用いて冷却する技術であり、鋼板の均一冷却が要求される場合に採用される。しかしながら、空冷は冷却速度が小さいので、空冷による冷却速度を大きくしようとすると、大きな冷却装置が必要となり、多大なスペースをとるという問題点があった。また、空冷は、冷却速度が小さいことから、鋼板の冷却に長時間を要し、生産性の低下を招くという問題点があった。
【０００４】
一方、水冷は冷却水を用いて冷却する技術であり、鋼板に対して上下のスプレーノズルから鋼板に冷却水を吹き付ける方法が採用されている。この水冷による冷却方法を採用することにより、空冷技術において冷却速度が小さいとされた問題点を解消することができる。例えば、特許文献２には、加熱帯を通過することによって所要温度に加熱された金属ストリップに、温水を付着させて徐冷した後、漸次温度の低い冷水を付着させて冷却するようにした冷却方法が開示されている。
【０００５】
また、家電用プレコート鋼板等の低降伏点の広幅材をフラットスプレーを用いて水冷却した場合には、しばしば平坦不良の問題が生じる。特許文献３には、薄鋼板を核沸騰領域以下の温度域で走行させながら水冷却する方法において、少なくとも上面のノズルにはフルコーン型ノズルを用いるとともに、ライン方向の温度勾配変化量が所定式を満足するように水量を制御することにより、前述の平坦不良の問題を解決する薄鋼板の冷却方法が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、連続ラインの薄鋼板を緩冷却した後強冷却する方法において、強冷却手段として、スプレー水噴射角度が薄鋼板に対して３０度以上６０度以下となるように設定したスプレーノズルを用いるとともに、冷却水流量をライン方向の温度勾配変化量が所定式を満足する範囲に設定することにより、前述の平坦不良の問題を解決する薄鋼板の冷却方法が開示されている。
【特許文献１】特公平５−８６９１６号公報
【特許文献２】特開昭５７−１２０６２３号公報
【特許文献３】特開平５−２２２４６１号公報
【特許文献４】特開平７−２５２５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された冷却方法あるいは従来から知られている水冷技術では、空冷による冷却技術に比べて冷却速度を向上できるが、特許文献１に記載されているような塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付し、その後に冷却する場合には、鋼板の上面においては、比較的良好な外観が得られるものの、鋼板の下面においては、スプレーからの冷却水のあたり方による冷却速度の差により一旦溶解したワックスが凝固する際の結晶のでき方が異なるため、外観にムラが発生するという問題点があった。即ち、鋼板の下面に冷却水があたった場合には冷却水が鋼板にあたった直後に落下してしまうため、鋼板下面の冷却速度に差が生じ、外観ムラが発生しやすかった。
【０００８】
また、特許文献３に開示された冷却方法にあっても、特許文献１に記載されているような塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付し、その後に冷却する場合には、鋼板の上面においては、比較的良好な外観が得られるものの、鋼板の下面においては、スプレーからの冷却水のあたり方による冷却速度の差により結晶のでき方が異なるため、外観にムラが発生するという問題点があった。
【０００９】
さらに、特許文献４に開示された冷却方法にあっても、特許文献１に記載されているような塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付し、その後に冷却する場合には、鋼板の上面においては、比較的良好な外観が得られるものの、鋼板の下面においては、スプレーからの冷却水のあたり方による冷却速度の差により結晶のでき方が異なるため、外観にムラが発生するという問題点があった。
【００１０】
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板の外観ムラ、特に鋼板の下面の外観ムラの発生を回避でき、良好な外観を得ることができる焼付塗装鋼板の冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記諸問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る焼付塗装鋼板の冷却方法は、走行する鋼板の上下面に焼付処理温度よりも低い融点を有するワックスを含有する樹脂を塗装後、焼付処理をし、その後前記鋼板を冷却する焼付塗装鋼板の冷却方法において、前記鋼板の冷却に際し、前記鋼板の上下面のうち上面に対してのみ水冷を行い、前記水冷を、少なくとも前記鋼板の上下面の樹脂面の温度が前記ワックスの凝固点未満となるまで行うことを特徴としている。
【００１２】
この焼付塗装鋼板の冷却方法によれば、焼付処理温度よりも低い融点を有するワックスを含有する樹脂の塗装焼付後の冷却に際し、鋼板の上面に対してのみ水冷を行い、鋼板の下面に対しては放冷とする、すなわち下面側からの冷却を行わないか、あるいは空冷とすることで、鋼板の上面は鋼板上に載った水により均一に冷却され、鋼板の下面は上面からの抜熱によりこちらも均一に冷却される。従って、塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板の外観ムラの発生を回避することができる。特に、鋼板の下面の外観ムラの発生を回避でき、良好な外観を得ることができる。また、鋼板の上面に対する水冷は、少なくとも鋼板の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行われ、焼付処理において一旦溶けた鋼板上下面のワックスを確実に固めることができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項２に係る焼付塗装鋼板の冷却方法は、請求項１記載の発明において、前記水冷を、冷却水噴射方向が前記鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように設定したフラットスプレーノズルを用いて行うことを特徴としている。
この焼付塗装鋼板の冷却方法によれば、鋼板の上面に対する水冷は、冷却水噴射方向が鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように設定したフラットスプレーノズルを用いて行われ、鋼板の上面は鋼板上に載った冷却水により、より一層均一に冷却される。冷却水噴射方向が鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度よりも小さい角度しか傾けていないと、冷却水が鋼板の上面にあたってから鋼板上の走行方向入側にしぶきが落下しやすく、冷却水噴射方向が鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ６０度よりも大きい角度傾けると、冷却水が鋼板の上面にあたる前にしぶきが鋼板上の走行方向入側手前に落下しやすく、ともに噴射された冷却水があたる前の鋼板部分にしぶきが落下するため、鋼板の上面において均一な冷却を行いにくい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のうち請求項１に係る焼付塗装鋼板の冷却方法によれば、焼付処理温度よりも低い融点を有するワックスを含有する樹脂の塗装焼付後の冷却に際し、鋼板の上面に対してのみ水冷を行うとともに、鋼板の下面に対しては水冷を行わずに放冷等とすることで、鋼板の上面は鋼板上に載った水により均一に冷却され、鋼板の下面は上面からの抜熱によりこちらも均一に冷却される。従って、塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板の外観ムラの発生を回避することができる。特に、鋼板の下面の外観ムラの発生を回避でき、良好な外観を得ることができる。また、鋼板の上面に対する水冷は、少なくとも鋼板の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行われ、焼付処理において一旦溶けた鋼板上下面のワックスを確実に固めることができる。
また、本発明のうち請求項２に係る焼付塗装鋼板の冷却方法によれば、請求項１記載の発明において、前記水冷を、冷却水噴射方向が前記鋼板の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように設定したフラットスプレーノズルを用いて行うので、鋼板の上面は鋼板上に載った冷却水によりより一層均一に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る焼付塗装鋼板の冷却方法が適用される焼付塗装鋼板の製造ラインの一部概略構成図である。図２はフラットスプレーノズルを鋼板の走行方向から見た概略図である。
図１において、亜鉛めっき処理等の表面処理が施された鋼板１は、その上下面に対して焼付処理温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂が塗装された後、加熱炉２を矢印ａ方向に通板する。加熱炉２を通過することにより、前記樹脂が鋼板１の上下面に焼付される。その後、鋼板１は、冷却装置３に搬送され、その冷却装置３によって冷却される。そして、冷却された鋼板１は、リンガーロール４によって鋼板１に付着した水分が絞られ、乾燥装置５によって鋼板１が乾燥される。乾燥された鋼板１は更に矢印ａ方向に搬送されて図示しない巻取装置によって巻き取られるようになっている。ここで、前記ワックスはポリオレフィンワックスであり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系炭化水素の重合体から成るワックスであればいずれでもよいしこれらを組み合わせても良い。また、前記ポリオレフィンワックスは、その融点が３０℃〜１７０℃の範囲でいずれの融点のものを用いてもよい。また、これらポリオレフィンワックスでは融点と凝固点はほぼ等しい温度である。
【００１６】
冷却装置３には、図１及び図２に示すように、鋼板１の上側に鋼板１の走行方向に沿って複数の冷却水供給ヘッダ６が設置されている。各冷却水供給ヘッダ６は、図２に示すように、鋼板１の幅方向のほぼ全域にわたるように延びており、冷却水供給ヘッダ６には、鋼板１の幅方向に沿って複数のフラットスプレーノズル７が設置されている。フラットスプレーノズル７は、冷却水供給ヘッダ６から冷却水が供給されて鋼板１の上面に対して冷却水８を噴射し、水冷を行うものであり、図１に示すように、冷却水噴射方向が鋼板１のの上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように、すなわち冷却水噴射方向が鋼板１の上面に対して鉛直な方向となす角度θ（冷却水噴射角度θともいう）が走行方向前方へ３０度以上６０度以下となるように設定されている。冷却水噴射角度θを走行方向前方へ４０度以上５０度以下とすると、更に好適である。
【００１７】
また、鋼板１の下側には、強制的に鋼板１の下面を冷却するものは設置されておらず、鋼板１の下面は放冷するようになっている。
なお、鋼板１の下面側には空冷装置を配設して空冷してもよい。
フラットスプレーノズル７による鋼板１の上面に対しての水冷は、少なくとも鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行えばよい。図１に示す冷却方法においては、鋼板１の上下面の樹脂面の温度は、冷却装置３内を走行するに従い冷却されて鋼板１の長手方向のＡ点（冷却装置３に鋼板１が入ってから所定距離を隔てた点）においてワックスの凝固点となりワックスが凝固して、その後は更に温度降下するようになっている。図１において、フラットスプレーノズル７による鋼板１の上面に対しての水冷は、少なくとも鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行えばよいので、冷却装置３内における冷却装置３の出口に最も近いフラットスプレーノズル７からの冷却水８による冷却は、必ずしも必要ではない。なぜなら、最右端のフラットスプレーノズル７からの冷却水８が鋼板１の上面にあたるときには、既にその部分はＡ点を通過しており、鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点よりもかなり低くなっているからである。
【００１８】
このように、焼付処理温度よりも低い融点を有するワックスを含有する樹脂の塗装焼付後の冷却に際し、鋼板１の上面に対してのみ水冷を行い、鋼板１の下面を放冷することで、鋼板１の上面は鋼板１上に載った冷却水８により均一に冷却され、鋼板の下面は水冷による上面からの抜熱によりこちらも均一に冷却される。従って、塗装焼付温度よりも低い融点のワックスを含有する樹脂を鋼板に塗装焼付した塗装焼付鋼板１の外観ムラの発生を回避することができる。特に、鋼板１の下面の外観ムラの発生を回避でき、良好な外観を得ることができる。また、鋼板１の上面に対する水冷は、少なくとも鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となるまで行われ、焼付処理において一旦溶けた鋼板１上下面のワックスを確実に固めることができる。
【００１９】
また、鋼板１の上面に対する水冷は、冷却水噴射方向が鋼板１の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度以上６０度以下傾けた角度となるように設定したフラットスプレーノズル７を用いて行われ、鋼板１の上面は鋼板１上に載った冷却水８によりより一層均一に冷却される。冷却水噴射方向が鋼板１の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ３０度よりも小さい角度しか傾けていないと、すなわち冷却水噴射角度θが走行方向前方へ３０度よりも小さいと、冷却水８が鋼板１の上面にあたってから鋼板１上の走行方向入側にしぶきが落下しやすく、冷却水噴射方向が鋼板１の上面に対して鉛直な方向から走行方向前方へ６０度よりも大きい角度傾けると、すなわち冷却水噴射角度θが走行方向前方へ６０度よりも大きいと、冷却水８が鋼板１の上面にあたる前にしぶきが鋼板１上の走行方向入側手前に落下しやすく、鋼板１の上面において均一な冷却を行いにくい。
【００２０】
また、図３に示すように、鋼板１の下面あって、鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となった部分（鋼板１の長手方向のＡ点を通過した部分）に冷却水１１を噴射するフラットスプレーノズル１０を鋼板１の下側に設置してもよい。これにより、鋼板１の上下面の樹脂面の温度がワックスの凝固点未満となった後の鋼板の下面が冷却水１１により強制的に冷却されることになる。冷却装置３の下工程にあるリンガーロール４が例えばゴム製である場合においては、リンガーロール４で処理する際の鋼板１の温度を低くすることでそのリンガーロール４の耐久性が向上することから、図３に示すように冷却水１１を噴射するフラットスプレーノズル１０を鋼板１の下側に設置することが好ましい。なお、図３中、符号９は冷却水供給ヘッダである。
【実施例】
【００２１】
図１に示す塗装焼付鋼板の製造ラインにおいて、亜鉛めっき処理等の表面処理が施された鋼板の上下面に対して樹脂を塗装焼付した後、その鋼板の冷却を行った。塗装された樹脂には、焼付処理温度よりも低い融点のワックスとして、ポリエチレン（融点，凝固点：約９０℃）が含有されている。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１には、鋼板の冷却を行うに際してのフラットスプレーノズル設置状態が示されている。
表１における実施例１は請求項１及び請求項２の要件を満たすものであり、鋼板１の上側に鋼板１の走行方向に沿って２本の冷却水供給ヘッダ６を設置するとともに、各冷却水供給ヘッド６には、１０個のフラットスプレーノズル７が設置されている。そして、各フラットスプレーノズル７の冷却水噴射角度θは走行方向前方へ４５度となっている。また、鋼板１の下側にはフラットスプレーノズルは設置されておらず、鋼板１の下面は放冷される。
【００２４】
表１における実施例２は請求項１の要件を満たすものであるが、実施例１と異なり、鋼板１の上側に設置された各フラットスプレーノズル７の冷却水噴射角度θは０度となっており、請求項２の要件を満たさない。また、鋼板１の下側には実施例１と同様にフラットスプレーノズルは設置されておらず、鋼板１の下面は放冷される。  
表１における実施例３は請求項１の要件を満たすものであるが、実施例１と異なり、鋼板１の上側に設置された各フラットスプレーノズル７の冷却水噴射角度θは走行方向前方へ７５度となっており、請求項２の要件は満たさない。また、鋼板１の下側には実施例１と同様にフラットスプレーノズルは設置されておらず、鋼板１の下面は放冷される。  
【００２５】
一方、表１における比較例１においては、鋼板１の上側に鋼板１の走行方向に沿って２本の冷却水供給ヘッダ６を設置するとともに、各冷却水供給ヘッド６には、１０個のフラットスプレーノズル７が設置されている。そして、各フラットスプレーノズル７の冷却水噴射角度θは走行方向前方へ４５度となっている。また、鋼板１の下側にも鋼板１の走行方向に沿って２本の冷却水供給ヘッダを設置するとともに、各冷却水供給ヘッドには、上側のフラットスプレーノズルに対向するように１０個のフラットスプレーノズルが設置されており、請求項１の要件を満たさない。そして、各フラットスプレーノズルの冷却水噴射角度θは走行方向前方へ４５度となっている。
【００２６】
そして、冷却後の鋼板の表面状態を乾燥装置５の出側で目視で調査した。その結果をも表１に示す。
表１を参照すると、請求項１及び２の要件を満たす実施例１によれば、目視で鋼板の上面及び下面に外観ムラがなく、鋼板の外観が非常に良好であることが理解される。
また、請求項１の要件を満たすが請求項２の要件を満たさない実施例２及び３によれば、目視で鋼板の下面に外観ムラがないが、鋼板の上面に外観ムラがややあることが理解される。
さらに、請求項１の要件を満たさない比較例１によれば、目視で鋼板の下面に外観ムラが大きくあり、鋼板の外観が不良であることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る焼付塗装鋼板の冷却方法が適用される焼付塗装鋼板の製造ラインの一部概略構成図である。
【図２】フラットスプレーノズルを鋼板の走行方向から見た概略図である。
【図３】本発明に係る焼付塗装鋼板の冷却方法が適用される焼付塗装鋼板の製造ラインの一部概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  鋼板
２  加熱炉
３  冷却装置
４  リンガーロール
５  乾燥装置
６  冷却水供給ヘッダ
７  フラットスプレーノズル
８  冷却水
９  冷却水供給ヘッダ
１０  フラットスプレーノズル
１１  冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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